热烟气自循环型超低NOx燃烧器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种热烟气自循环型超低NOx燃烧器，主要包括燃烧器壳体、耐火砖、文丘里管、引射瓦斯枪、主瓦斯枪、调风挡板和长明灯，燃烧器壳体通过法兰固定在炉底板上，耐火砖位于燃烧器壳体上部,其中心通道为燃烧室，耐火砖上布置有文丘里管，引射瓦斯枪围绕耐火砖等间距布置，引射喷头安装于引射瓦斯枪头部，引射喷头上的喷孔中心线与文丘里管的中心线重合，文丘里管上部出口位于燃烧室的上层，主瓦斯枪由燃烧器中心穿过并与耐火砖同轴，位于燃烧室的下层，调风挡板安装在燃烧器壳体侧壁，与耐火砖中心燃烧室相通，长明灯设置在主瓦斯枪一侧。本实用新型燃烧器可有效降低NOx生成量，同时可平衡炉膛上、下温度，强化辐射传热效果。
【专利说明】
热烟气自循环型超低NOx燃烧器
技术领域
[0001]本实用新型属于石油化工领域，主要涉及一种热烟气自循环型超低NOx燃烧器。
【背景技术】
[0002]随着我国GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》的发布，新环保标准对NOx的排放限制日益严格，采用低NOx燃烧器是目前各大石油企业解决加热炉NOx排放最快速、也是最直接的方案。
[0003]目前低NOx燃烧器主要通过二段燃烧、火焰分割、烟气回流等燃料技术来降低燃料燃烧过程中NOx的生成量。但二段燃烧对抑制NOx生成的能力有限，且在实际运用中存在一、二次空气的配比较难控制;火焰分割在炉膛温度低于500°C时，燃烧火焰开始变得不稳定，燃烧产物中CO的含量会显著增加;烟气回流由于低温烟气参与了燃烧过程，降低了燃烧火焰温度，降低了过剩空气系数，从而降低NOx的生成。采用烟气回流是降低加热炉NOx排放最根本、最有效的方法，若采用炉体外部烟气循环，需在鼓风机入口及引风机出口之间增设烟道及调节挡板，故将面临运行成本高、占地面积大的问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种热烟气自循环型超低NOx燃烧器，仅通过燃烧器本身无需借助外部动力即可实现烟气循环，从而达到环
[0005]保、节能的效果。
[0006]本实用新型的目的可采用如下技术方案来实现:
[0007]本实用新型提出的热烟气自循环型超低NOx燃烧器主要主要包括燃烧器壳体、耐火砖、文丘里管、引射瓦斯枪、主瓦斯枪、调风挡板和长明灯，所述的燃烧器通过燃烧器壳体上的安装法兰固定在炉底板上，耐火砖位于燃烧器壳体上部，其中心通道构成所述燃烧器的燃烧室，耐火砖上均匀布置有内藏式文丘里管，引射瓦斯枪围绕耐火砖等间距布置，引射喷头安装于引射瓦斯枪头部，引射喷头上的喷孔中心线与文丘里管的中心线重合，文丘里管上部出口位于燃烧室的上层，主瓦斯枪由燃烧器中心穿过并与耐火砖同轴，位于燃烧室下层调风挡板安装在燃烧器壳体侧壁，与耐火砖中心燃烧室相通，长明灯设置在主瓦斯枪一侧。
[0008]所述耐火砖上均匀布置八个文丘里管，文丘里管呈圆心辐射式分布，且位于燃烧室上层。
[0009]所述的引射瓦斯枪均匀布置在耐火砖周围，引射喷头安装于引射瓦斯枪头部，弓丨射喷头上的喷孔中心线与文丘里管的中心线重合。
[0010]所述的主瓦斯枪设置在燃烧器中心，与耐火砖同轴，位于燃烧室下层，用于稳定燃烧火焰。
[0011]本实用新型所述的上述结构可使处于燃烧室下层的主瓦斯枪喷射出的燃料气在经过耐火砖时与助燃空气混合，使该部分燃料在化学当量空燃比即16:1下燃烧，处于燃烧室上层的引射喷头高速喷射出的燃料气，在通过文丘里管时，会在文丘里管的收缩段产生负压，利用该负压将炉膛下部的低温烟气吸入至文丘里管内与燃料气混合，最终在耐火砖内与助燃空气混合后可使燃料气与助燃空气的空燃比达到20:1，使该部分燃料处于稀薄燃烧状态。由于燃烧室上、下分层燃烧时，处于燃烧室上层的引射喷头所喷出的燃料气呈稀薄燃烧状态，燃烧后形成的火焰不稳定，而处于燃烧室下层的主瓦斯枪所喷出的燃料气与助燃空气在化学当量空燃比16:1下燃烧，在燃烧室下层形成的火焰刚直、有力，有效稳定了燃烧室上层火焰。被吸入的低温烟气中多为不可燃的惰性气体，且炉膛底部烟气温度较火焰区温度更低，与助燃空气及燃料混合后可有效降低燃烧火焰区温度;低温烟气与助燃空气混合后，降低了助燃空气中的氧浓度，故在更低的氧浓度和更低的火焰温度下，NOx的生成得到了有效的抑制。同时在引射喷头及文丘管的引射作用下，实现了炉膛内部烟气的上、下循环，可有效平衡炉膛上、下温度，强化辐射传热，进一步提高了加热炉的热效率。然而烟气中多为不可燃的惰性气体，循环烟气的量不宜过大，一般控制在总烟气量的10%?20%最佳，循环烟气量过大后燃烧会变得很不稳定，燃料的利用率随之下降。
[0012]本实用新型所提出的燃烧器与传统燃烧器相比，火焰温度可降至1200°C以下，NOx的生成量可减少40%?60%，同时加热炉热效率可提高1%，是集环保、节能、高效为一体的新型燃烧器。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图。
[0014]图中:1、耐火砖，2、文丘里管，3、引射喷头，4、引射瓦斯枪，5、燃烧器壳体，6、长明灯，7、主瓦斯枪，8、调风挡板，9、炉底板，10、炉膛。
【具体实施方式】
[0015]结合附图对本实用新型加以进一步说明:
[0016]如图1所示，一种热烟气自循环型超低NOx燃烧器，主要由燃烧器壳体5、耐火砖1、文丘里管2、引射瓦斯枪4、主瓦斯枪7、调风挡板8、长明灯6构成。所述的燃烧器通过燃烧器壳体5上的安装法兰固定在炉底板9上，耐火砖I位于燃烧器壳体5上部，其内部中心通道构成所述燃烧器的燃烧室，耐火砖I中心通道为燃烧室，耐火砖I上均匀布置有八个文丘里管2，文丘里管2呈圆心福射式分布，八支引射瓦斯枪4安装在耐火砖I周围，引射喷头3安装于引射瓦斯枪4头部，引射喷头3上的喷孔中心线与文丘里管2的中心线重合，文丘里管2上部出口位于燃烧室的上层;主瓦斯枪7安装在燃烧器中心，且与耐火砖I同轴，位于燃烧室的下层，用于稳定燃烧火焰，调风挡板8位于燃烧器侧壁，其内部的助燃烧空气通道与由耐火砖I形成的燃烧室连通，长明灯6安装在主瓦斯枪7附近。
[0017]本实用新型所述的燃烧器采用烟气自循环、稀薄燃烧、分层燃烧技术，燃烧室下层主瓦斯枪7喷出的燃料气在燃烧室内与助燃空气按化学当量空燃比16:1下燃烧，形成的燃烧火焰刚直、有力，燃烧室上层的引射喷头3高速喷射出的燃料气在经过文丘里管2时，会在其吸入段产生负压，利用该负压将炉膛10下部的低温烟气吸入到文丘里管2内与燃料混合，并最终送至耐火砖I燃烧室内与助燃空气混合，混合后燃料气与助燃空气的空燃比达到20:1，处于稀薄燃烧状态，燃烧形成的火焰不稳定，而燃烧室下层刚直、有力的火焰有效稳定了燃烧室上层的火焰。炉膛10下部烟气温度较火焰区温度更低，而烟气中含有大量不可燃的惰性气体，与助燃空气混合后，既降低了火焰区的温度，又降低了助燃空气中的氧浓度，抑制了NOx的生成。同时在引射喷头及文丘管的引射作用下，燃烧器带动了炉膛10上、下烟气循环，有效平衡了炉膛10上、下的烟气温度，强化了辐射传热，提高了加热炉热效率。然而烟气中多为不可燃的惰性气体，循环烟气的量不宜过大，一般控制在总烟气量的10%?20%最佳，循环烟气量过大后燃烧会变得很不稳定，燃料的利用率随之下降。
【主权项】
1.一种热烟气自循环型超低NOx燃烧器，主要包括燃烧器壳体(5)、耐火砖(1)、文丘里管(2)、引射瓦斯枪(4)、主瓦斯枪(7)、调风挡板(8)和长明灯(6)，其特征是:所述的燃烧器通过燃烧器壳体(5)上的安装法兰固定在炉底板(9)上，耐火砖(I)位于燃烧器壳体(5)上部，其内部中心通道构成所述燃烧器的燃烧室，耐火砖(I)上均匀布置有内藏式文丘里管(2)，引射瓦斯枪(4)围绕耐火砖(I)等间距布置，引射喷头(3)设置于引射瓦斯枪(4)头部，引射喷头(3)上的喷孔中心线与文丘里管(2)的中心线重合，文丘里管2上部出口位于燃烧室的上层，主瓦斯枪(7)由燃烧器中心穿过并与耐火砖(I)同轴，位于燃烧室的下层，调风挡板(8)安装在燃烧器壳体(5)侧壁，与耐火砖(I)中心燃烧室相通，长明灯(6)设置在主瓦斯枪(7)—侧。2.根据权利要求1所述的一种热烟气自循环型超低NOx燃烧器，其是:所述耐火砖(I)上均匀布置八个文丘里管(2)，文丘里管(2)呈圆心辐射式分布，且位于燃烧室上层。3.根据权利要求1所述的一种热烟气自循环型超低NOx燃烧器，其特征是:所述的引射瓦斯枪(4)均匀布置在耐火砖(I)周围，引射喷头(3)安装于引射瓦斯枪(4)头部，引射喷头(3)上的喷孔中心线与文丘里管(2)的中心线重合。4.根据权利要求1所述的一种热烟气自循环型超低NOx燃烧器，其特征是:所述的主瓦斯枪(7)设置在燃烧器中心，与耐火砖(I)同轴，位于燃烧室下层，用于稳定燃烧火焰。
【文档编号】F23D14/48GK205447747SQ201620194611
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】李飞, 李腾飞, 高松, 韩永辉
【申请人】河南方圆工业炉设计制造有限公司